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MX2013010958A - Articulo abrasivo para operaciones de molienda a alta velocidad. - Google Patents

Articulo abrasivo para operaciones de molienda a alta velocidad.

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Publication number
MX2013010958A
MX2013010958A MX2013010958A MX2013010958A MX2013010958A MX 2013010958 A MX2013010958 A MX 2013010958A MX 2013010958 A MX2013010958 A MX 2013010958A MX 2013010958 A MX2013010958 A MX 2013010958A MX 2013010958 A MX2013010958 A MX 2013010958A
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MX
Mexico
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agglomerated abrasive
agglomerated
abrasive
weight
oxide
Prior art date
Application number
MX2013010958A
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MX373254B (es
Inventor
Nilanjan Sarangi
Renaud Fix
Stephen Woods
Jim M Gaffney
John Campaniello
John R Besse
Stephen E Fox
Original Assignee
Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Abrasives Inc filed Critical Saint Gobain Abrasives Inc
Publication of MX2013010958A publication Critical patent/MX2013010958A/es
Publication of MX373254B publication Critical patent/MX373254B/es

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    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Un artículo abrasivo puede incluir un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprenden alúmina microcristalina (MCA) contenida dentro un material de aglomeración. En una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado tiene una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0. 80.

Description

ARTICULO ABRASIVO PARA OPERACIONES DE MOLIENDA A ALTA VELOCIDAD CAMPO DE LA INVENCIÓN Lo siguiente se refiere a artículos abrasivos y particularmente artículos abrasivos aglomerados adecuados para llevar a cabo operaciones de molienda a alta velocidad.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las herramientas abrasivas generalmente se forman para incluir granos abrasivos contenidos dentro de un material de aglomeración para aplicaciones de eliminación de material. Los granos superabrasivos (por ejemplo, diamante o nitruro de boro cúbico (CBN) ) o los granos abrasivos de alúmina de sol gel sinterizados sembrados (o incluso sin sembrar) , también denominados granos abrasivos de alúmina alfa microcristalina (MCA), pueden emplearse como herramientas abrasivas. El material de aglomeración puede ser un material orgánico, como resina, o un material inorgánico, como vidrio o material vitrificado. En particular, las herramientas de abrasivos aglomerados que utilizan un material de aglomeración vitrificado y que contienen granos de MCA o granos superabrasivos son útiles comercialmente para la molienda.
Ciertas herramientas de abrasivos aglomerados, particularmente las que utilizan un material de aglomeración vitrificado, requieren procesos de formación a alta Ref . :243940 temperatura, a menudo en el orden de los 1100°C o más, que pueden tener efectos perjudiciales sobre los granos abrasivos de MCA. De hecho, se reconoció que a temperaturas así de elevadas necesarias para formar la herramienta abrasiva, el material de aglomeración puede reaccionar con los granos abrasivos, particularmente los granos de MCA y dañar la integridad de los abrasivos, lo que reduce el filo del grano y las propiedades de rendimiento. Como consecuencia, la industria ha migrado hacia la reducción de las temperaturas de formación necesarias para formar el material de aglomeración para reducir la degradación a temperatura elevada de los granos abrasivos durante el proceso de formación .
Por ejemplo, para reducir la cantidad de reacción entre el grano de MCA y la aglomeración vitrificada, la patente de los Estados Unidos No. 4,543,107 describe una composición de la aglomeración adecuada para activarse a una temperatura tan baja como aproximadamente 900° C. En un enfoque alternativo, la patente de los Estados Unidos No. 4,898,597 describe una composición de la aglomeración que comprende al menos un 40% de materiales vidriados adecuados para activarse a una temperatura tan baja como aproximadamente 900°C. Otros de los artículos abrasivos aglomerados que utilizan materiales de aglomeración capaces de formarse a temperaturas por debajo de 1000 °C, incluyen la patente de los Estados Unidos No. 5,203,886, la patente de los Estados Unidos No. 5,401,284, la patente de los Estados Unidos No. 5,536,283 y la patente de los Estados Unidos No. 6,702,867. Sin embargo, la industria continúa necesitando la mejora en el rendimiento de tales artículos abrasivos aglomerados.
Los materiales de la aglomeración vidriosos anteriores no son necesariamente adecuados para las operaciones de molienda a alta velocidad. Generalmente, las operaciones de molienda a alta velocidad requieren artículos abrasivos aglomerados vidriosos formados a temperaturas de sinterización mayores a 1100°C, de forma tal que los artículos abrasivos puedan resistir las fuerzas aplicadas durante las operaciones de molienda a alta velocidad. La industria continúa requiriendo artículos abrasivos aglomerados mejorados.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la invención, el artículo abrasivo incluye un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA, por sus siglas en inglés) contenidas dentro de un material de aglomeración donde el cuerpo abrasivo aglomerado comprende una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80.
En otro aspecto, el artículo abrasivo incluye un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración donde el cuerpo abrasivo aglomerado comprende un MOR de al menos 40 MPa para un MOE de al menos aproximadamente 40 GPa .
En otro aspecto adicional, el material abrasivo incluye un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración, donde el cuerpo abrasivo aglomerado tiene una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80, el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de al menos aproximadamente 60 m/s a una velocidad de eliminación de material de al menos aproximadamente 0.4 pulg .3/min/in (258 mm3/min/mm) .
Otro aspecto se refiere a un artículo abrasivo que incluye un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA.) contenidas dentro de un material de aglomeración, formado a partir de no más que aproximadamente un 20% en peso de óxido de boro (B2O3) , que tiene no más que aproximadamente un 3.0% en peso de óxido de fósforo (P205) y donde el cuerpo abrasivo aglomerado tiene una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80.
De acuerdo con otro aspecto, el artículo abrasivo incluye un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración. El cuerpo abrasivo aglomerado incluye no más que aproximadamente un 15% en volumen del material de aglomeración para el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado y donde el cuerpo abrasivo aglomerado tiene una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80.
En otro aspecto adicional, el material abrasivo incluye un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración, donde el cuerpo abrasivo aglomerado tiene proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80 y se sinteriza a una temperatura no mayor que aproximadamente 1000 °C.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente descripción puede comprenderse mejor y sus numerosas características y ventajas pueden resultar evidentes para los expertos en la técnica mediante la alusión a las figuras adjuntas.
La figura 1 incluye un diagrama del porcentaje de porosidad, el porcentaje de abrasivo y el porcentaje de aglomeración para cuerpos abrasivos aglomerados de la técnica previa y cuerpos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente.
La figura 2 incluye una gráfica del MOR respecto al MOE en los artículos abrasivos aglomerados convencionales y artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente.
La figura 3 incluye un cuadro de la velocidad de eliminación de material respecto a la profundidad de corte para un artículo abrasivo aglomerado convencional en comparación con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad de la presente.
La figura 4 incluye un cuadro de la velocidad de eliminación de material respecto a la profundidad de corte en un artículo abrasivo aglomerado convencional y un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad.
La figura 5 incluye una representación gráfica de la potencia máxima respecto a la velocidad de eliminación de material en los artículos abrasivos aglomerados convencionales y los artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente.
La figura 6 incluye una representación gráfica de la potencia máxima respecto a la velocidad de eliminación de material en los artículos abrasivos aglomerados convencionales y los artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades.
La figura 7 incluye una representación gráfica de la potencia máxima respecto a la velocidad de eliminación de material en los artículos abrasivos aglomerados convencionales y los artículos abrasivos aglomerados de conformidad con una modalidad.
La figura 8 incluye una representación gráfica del cambio en el radio respecto a la profundidad de corte (Zw) , lo que demuestra un factor de fijación de esquinas en los artículos abrasivos aglomerados convencionales y los artículos abrasivos aglomerados de conformidad con una modalidad.
La figura 9 incluye una serie de fotografías que ilustran el factor de fijación de esquinas en artículos abrasivos aglomerados convencionales y en un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad.
La figura 10 incluye una serie de fotografías que ilustran el factor de fijación de esquinas en los artículos abrasivos aglomerados convencionales en comparación con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad .
La figura 11 incluye una serie de fotografías que ilustran el factor de fijación de esquinas en los artículos abrasivos aglomerados convencionales en comparación con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad.
El uso de los mismos símbolos de referencia en las diferentes figuras indica elementos similares o idénticos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Lo siguiente se refiere a artículos abrasivos aglomerados que pueden ser adecuados para pulverizar y dar forma a piezas de trabajo. En particular, los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente pueden incorporar partículas abrasivas dentro de un material de aglomeración vidrioso. Las aplicaciones adecuadas para el uso de artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente incluyen operaciones de molienda que incluyen por ejemplo, molienda sin puntos, molienda cilindrico, molienda de eje de cigüeñal, varias operaciones de molienda de superficies, operaciones de molienda de soportes y engranajes, molienda plano y aplicaciones de taller de herramientas.
De conformidad con una modalidad, el método para formar un artículo abrasivo aglomerado de una modalidad puede iniciarse mediante la formación de una mezcla de compuestos y componentes adecuados para formar un material de aglomeración. La aglomeración puede formarse con compuestos de material inorgánico, como compuestos de óxido. Por ejemplo, un material adecuado puede incluir óxido de silicio (S1O2) · De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de no más de aproximadamente un 55% en peso de óxido de silicio para el peso total del material de aglomeración. En otras modalidades, el contenido de óxido de silicio puede ser menor, como no mayor que aproximadamente un 54% en peso, no mayor que aproximadamente un 53% en peso, no mayor que aproximadamente un 52% en peso o incluso no mayor que aproximadamente un 51% en peso. Incluso, en ciertas modalidades el material de aglomeración puede formarse de al menos aproximadamente un 45% en peso, como al menos aproximadamente un 46% en peso, en el orden de al menos un 47% en peso, al menos aproximadamente un 48% en peso o incluso al menos aproximadamente un 49% en peso de óxido de silicio para el peso total del material de aglomeración. Se entenderá que la cantidad de óxido de silicio puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente .
El material de aglomeración puede incorporar también un cierto contenido de óxido de aluminio (Al203) . Por ejemplo, el material de aglomeración puede incluir al menos aproximadamente un 12% en peso de óxido de aluminio para el peso total del material de aglomeración. En otras modalidades, la cantidad de óxido de aluminio puede ser de al menos aproximadamente un 14% en peso, al menos aproximadamente un 15% en peso o incluso de al menos aproximadamente un 16% en peso. En ciertos casos, el material de aglomeración puede incluir una cantidad de óxido de aluminio no mayor que aproximadamente un 23% en peso, no mayor que aproximadamente un 21% en peso, no mayor que aproximadamente un 20% en peso, no mayor que aproximadamente un 19% en peso, o incluso no mayor que aproximadamente un 18% en peso para el peso total de la aglomeración. Se entenderá que la cantidad de óxido de aluminio puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
En ciertos casos, el material de aglomeración puede formarse a partir de una proporción particular entre la cantidad de óxido de silicio como se mide en porcentaje en peso respecto a la cantidad de óxido de aluminio como se mide en porcentaje en peso. Por ejemplo, la proporción de silicio con respecto a alúmina puede describirse mediante la división del porcentaje en peso de óxido de silicio entre el porcentaje en peso de óxido de aluminio dentro del material de aglomeración. De conformidad con una modalidad, la proporción de óxido de silicio a óxido de aluminio puede no ser mayor que aproximadamente 3.2. En otros casos, la proporción de óxido de silicio con respecto a óxido de aluminio dentro del material de aglomeración puede no ser mayor que aproximadamente 3.1, no mayor que aproximadamente 3.0 o incluso no mayor que aproximadamente 2.9. Incluso, el material de aglomeración puede formarse, en ciertos casos, de forma tal que la proporción del porcentaje en peso de óxido de silicio con respecto al porcentaje en peso de óxido de aluminio sea de al menos aproximadamente 2.2, como al menos aproximadamente 2.3, como en el orden de al menos aproximadamente 2.4, al menos aproximadamente 2.5, al menos aproximadamente 2.6 o incluso al menos aproximadamente 2.7. Se entenderá que la cantidad total de óxido de aluminio y óxido de silicio puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de un cierto contenido de óxido de boro (B203) . Por ejemplo, el material de aglomeración puede incluir no más de aproximadamente un 20% en peso de óxido de boro para el peso total del material de aglomeración. En otros casos, la cantidad de óxido de boro puede ser menor, como no mayor que aproximadamente un 19% en peso, no mayor que aproximadamente un 18% en peso, no mayor que aproximadamente un 17% en peso o incluso no mayor que aproximadamente un 16% en peso. Incluso, el material de aglomeración puede formarse de al menos aproximadamente un 11% en peso, como al menos aproximadamente un 12 % en peso, al menos aproximadamente un 13 % en peso, o incluso al menos aproximadamente un 14 % en peso de óxido de boro para el peso total del material de aglomeración. Se entenderá que la cantidad de óxido de boro puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse de forma tal que el contenido total (es decir, la suma) del porcentaje en peso de óxido de boro y el porcentaje en peso de óxido de silicio dentro del material de aglomeración no pueda ser mayor que aproximadamente un 70% en peso para el peso total del material de aglomeración. En otros casos, el contenido total de óxido de silicio y óxido de boro puede no ser mayor que aproximadamente un 69% en peso, como no mayor que aproximadamente un 68% en peso, no mayor que aproximadamente un 67% en peso o incluso no mayor que aproximadamente un 66% en peso. De conformidad con una modalidad particular, el contenido total del porcentaje en peso de óxido de silicio y óxido de boro puede ser de al menos aproximadamente un 55% en peso, al menos aproximadamente un 58% en peso, al menos aproximadamente un 60% en peso, al menos aproximadamente un 62% en peso, al menos aproximadamente un 63% en peso, al menos aproximadamente un 64% en peso, o incluso al menos aproximadamente un 65% en peso para el peso total del material de aglomeración. Se entenderá que el porcentaje en peso total de óxido de silicio y óxido de boro dentro del material de aglomeración puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
Asimismo, en casos particulares, la cantidad de óxido de silicio puede ser mayor que la cantidad de óxido de boro dentro del material de aglomeración, como se mide en porcentaje en peso. Particularmente, la cantidad de óxido de silicio puede ser al menos aproximadamente 1.5 veces mayor, al menos aproximadamente 1.7 veces mayor, al menos aproximadamente 1.8 veces mayor, al menos aproximadamente 1.9 veces mayor, al menos aproximadamente 2.0 veces mayor, al menos aproximadamente 2.5 veces mayor que la cantidad de óxido de boro. Incluso, en una modalidad, el material de aglomeración puede incluir una cantidad de óxido de silicio que no sea superior a 5 veces mayor, como no más que aproximadamente 4 veces mayor, no más que aproximadamente 3.8 veces mayor o incluso no más que aproximadamente 3.5 veces mayor. Se entenderá que la diferencia en la cantidad de óxido de silicio en comparación con el óxido de boro puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente .
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de al menos un compuesto de óxido alcalino (R20) , donde R representa un metal que se selecciona de los elementos del grupo IA en la tabla periódica de elementos. Por ejemplo, el material de aglomeración puede formarse a partir de un compuesto de óxido alcalino (R20) del grupo de los compuestos que incluyen óxido de litio (Li20) , óxido de sodio (Na20) , óxido de potasio ( 20) y óxido de cesio (Cs20) y una combinación de estos.
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de un contenido total de compuestos de óxido alcalinos no mayor que aproximadamente un 20% en peso en el peso total del material de aglomeración. Para otros artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente, el contenido total de compuestos de óxido alcalinos puede no ser mayor que aproximadamente un 19% en peso, no mayor que aproximadamente un 18% en peso, no mayor que aproximadamente un 17% en peso, no mayor que aproximadamente un 16% en peso o incluso no mayor que aproximadamente un 15% en peso. Incluso, en una modalidad, el contenido total de compuestos de óxido alcalinos dentro del material de aglomeración puede ser de al menos aproximadamente un 10% en peso, como al menos aproximadamente un 12% en peso, al menos aproximadamente un 13% en peso o incluso al menos aproximadamente un 14% en peso. Se entenderá que la cantidad de material de aglomeración puede incluir un contenido total de compuestos de óxido alcalinos dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente .
De conformidad con una modalidad particular, el material de aglomeración puede formarse a partir de no más que aproximadamente 3 compuestos de óxido alcalinos individuales (R20) como se indica anteriormente. De hecho, ciertos materiales de la aglomeración pueden incorporar no más que aproximadamente 2 compuestos de óxido alcalinos dentro del material de aglomeración.
Además, el material de aglomeración puede formarse de forma tal que el contenido individual de cualquiera de los compuestos de óxido alcalinos no sea mayor que la mitad del contenido total (en porcentaje en peso) de los compuestos de óxido alcalinos dentro del material de aglomeración. Asimismo, de conformidad con una modalidad particular, la cantidad de óxido de sodio puede ser mayor que el contenido (porcentaje en peso) de óxido de litio u óxido de potasio. En casos más particulares, el contenido total de óxido de sodio como se mide en porcentaje en peso puede ser mayor que la suma de los contenidos de óxido de litio y óxido de potasio como se mide en porcentaje en peso. Además, en una modalidad, la cantidad de óxido de litio puede ser mayor que el contenido de óxido de potasio.
De conformidad con una modalidad, la cantidad total de compuestos de óxido alcalinos como se mide en porcentaje en peso que forman el material de aglomeración, puede ser menor que la cantidad (como se mide en porcentaje en peso) de óxido de boro dentro del material de aglomeración. De hecho, en ciertos casos, el porcentaje en peso total de los compuestos de óxido alcalinos en comparación con el porcentaje en peso total de óxido de boro dentro del material de aglomeración puede encontrarse dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.5, como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 y 1.3 o incluso dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 y aproximadamente 1.1.
El material de aglomeración puede formarse a partir de cierta cantidad de compuestos alcalinotérreos (RO) , donde R representa un elemento del grupo IIA de la tabla periódica de elementos. Por ejemplo, el material de aglomeración puede incorporar compuestos de óxido alcalinotérreos como óxido de calcio (CaO) , óxido de magnesio (MgO) , óxido de bario (BaO) , o incluso óxido de estroncio (SrO) . De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede contener no más de aproximadamente un 3.0% en peso de compuestos de óxido alcalinotérreos para el peso total del material de aglomeración. En aun otros casos, el material de aglomeración puede contener menos compuestos de óxido alcalinotérreos, como en el orden de no más de aproximadamente un 2.8% en peso, no más de aproximadamente un 2.2% en peso, no más de aproximadamente un 2.0% en peso o no más de aproximadamente un 1.8% en peso. Incluso, de conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede tener un contenido de uno o más compuestos de óxido alcalinotérreos de al menos aproximadamente un 0.5% en peso, como al menos aproximadamente un 0.8% en peso, al menos aproximadamente un 1.0% en peso o incluso al menos aproximadamente un 1.4% en peso para el peso total del material de aglomeración. Se entenderá que la cantidad de compuestos de óxido alcalinotérreos dentro del material de aglomeración puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente .
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de no más que aproximadamente 3 compuestos diferentes de óxido alcalinotérreos. De hecho, el material de aglomeración, puede contener no más de 2 compuestos diferentes de óxido alcalinotérreos. En un caso particular, el material de aglomeración puede formarse a partir de 2 compuestos de óxido alcalinotérreos que consisten en óxido de calcio y óxido de magnesio.
En una modalidad, el material de aglomeración puede incluir una cantidad de óxido de calcio que es mayor que la cantidad de óxido de magnesio. Además, la cantidad de óxido de calcio dentro del material de aglomeración puede ser mayor que el contenido de cualquiera de los otros compuestos de óxido alcalinotérreos presentes dentro del material de aglomeración .
El material de aglomeración puede formarse a partir de una combinación de compuestos de óxido alcalinos y compuestos de óxido alcalinotérreos de forma tal que el contenido total no sea mayor que aproximadamente un 20% en peso para el peso total del material de aglomeración. En otras modalidades, el contenido total de compuestos de óxido alcalinos y compuestos de óxido alcalinotérreos dentro del material de aglomeración puede no ser mayor que un 19% en peso, como no mayor que aproximadamente un 18% en peso o incluso no mayor que aproximadamente un 17% en peso. No obstante, en ciertas modalidades, el contenido total de compuestos de óxido alcalinos y compuestos alcalinotérreos presentes dentro del material de aglomeración puede ser de al menos aproximadamente un 12% en peso, como al menos aproximadamente un 13% en peso como al menos aproximadamente un 14% en peso, al menos aproximadamente un 15% en peso o incluso al menos aproximadamente un 16% en peso. Se entenderá que el material de aglomeración puede tener un contenido total de compuestos de óxido alcalinos y óxidos alcalinotérreos dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse de forma tal que el contenido de compuestos de óxido alcalinos presentes dentro del material de aglomeración sea mayor que el contenido total de compuestos de óxido alcalinotérreos. En una modalidad particular, el material de aglomeración puede formarse de forma tal que la proporción del contenido total (en porcentaje en peso) de compuestos de óxido alcalinos en comparación con el porcentaje en peso total de compuestos de óxido alcalinotérreos (R20:RO) se encuentre dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 5:1 y aproximadamente 15:1. En otras modalidades, la proporción del porcentaje en peso total de los compuestos de óxido alcalinos con respecto al porcentaje en peso total de compuestos de óxido alcalinotérreos presentes dentro del material de aglomeración puede estar dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 6:1 y aproximadamente 14:1, como dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 7:1 y aproximadamente 12:1, o incluso dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 8:1 y aproximadamente 10:1.
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de no más de aproximadamente un 3% en peso de óxido de fósforo para el peso total del material de aglomeración. En ciertos casos, el material de aglomeración puede contener no más de aproximadamente un 2.5 % en peso, como no más de aproximadamente un 2.0 % en peso, no más de aproximadamente un 1.5 % en peso, no más de aproximadamente un 1.0 % en peso, no más de aproximadamente un 0.8 % en peso, no más de aproximadamente un 0.5 % en peso, o incluso no más de aproximadamente un 0.2 % en peso de óxido de fósforo para el peso total del material de aglomeración. De hecho, en ciertos casos, el material de aglomeración puede encontrarse básicamente libre de óxido de fósforo. Los contenidos adecuados de óxido de fósforo pueden facilitar ciertas características y las propiedades de rendimiento de molienda como se describe en la presente.
De conformidad con una modalidad, el material de aglomeración puede formarse a partir de no más que una composición que comprende no más que aproximadamente un 1 % en peso de ciertos compuestos de óxido, incluidos por ejemplo, compuestos de óxido como Mn02, ZrSi02, CoAl204 y MgO . De hecho, en modalidades particulares, el material de aglomeración puede encontrarse fundamentalmente libre de los compuestos de óxido identificados anteriormente.
Además de los materiales de aglomeración colocados dentro de la mezcla, el proceso de formación del artículo abrasivo aglomerado puede incluir además la incorporación de un cierto tipo de partículas abrasivas. De conformidad con una modalidad, las partículas abrasivas pueden incluir alúmina microcristalina (MCA) . De hecho, en ciertos casos, las partículas abrasivas pueden consistir fundamentalmente en alúmina microcristalina.
Las partículas abrasivas pueden tener un tamaño medio de partícula que no sea mayor que aproximadamente 1050 micrones. En otras modalidades, el tamaño medio de partícula de las partículas abrasivas puede ser menor, como en el orden de no más de 800 micrones, no más que aproximadamente 600 micrones, no más que aproximadamente 400 micrones, no más que aproximadamente 250 micrones, no más que aproximadamente 225 micrones, no más que aproximadamente 200 micrones, no más que aproximadamente 175 micrones, no más que aproximadamente 150 micrones, o incluso no más que aproximadamente 100 micrones. Incluso, el tamaño de particular promedio de las partículas abrasivas puede ser de al menos aproximadamente 1 micrón, como al menos aproximadamente 5 micrones, al menos aproximadamente 10 micrones, al menos aproximadamente 20 micrones, al menos aproximadamente 30 micrones, o incluso al menos aproximadamente 50 micrones, al menos aproximadamente 60 micrones, al menos aproximadamente 70 micrones, o incluso al menos aproximadamente 80 micrones. Se entenderá que el tamaño medio de partícula de las partículas abrasivas puede encontrarse en un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
Con referencia adicional a las partículas abrasivas que utilizan alúmina microcristalina, se entenderá que la alúmina microcristalina puede formarse de granos que tienen un tamaño medio de grano que es de submicrones. De hecho, el tamaño medio de grano de la alúmina microcristalina puede no ser mayor que aproximadamente 1 micrón, como no mayor que aproximadamente 0.5 micrones, no mayor que aproximadamente 0.2 micrones, no mayor que aproximadamente 0.1 micrones, no mayor que aproximadamente 0.08 micrones, no mayor que aproximadamente 0.05 micrones, o incluso no mayor que aproximadamente 0.02 micrones .
Además, la formación de la mezcla, que incluye partículas abrasivas y material de aglomeración, puede incluir además la adición de otros componentes, como materiales de carga, formadores de poros y materiales adecuados para formar el artículo abrasivo aglomerado final. Algunos ejemplos adecuados de materiales formadores de poros pueden incluir a modo no taxativo, alúmina de burbujas, mullita de burbujas, esferas huecas que incluyen esferas de gas huecas, esferas de cerámica huecas o esferas de polímeros huecas, materiales de poliméricos o plásticos, compuestos orgánicos, materiales fibrosos incluidas hebras y/o fibras de vidrio, cerámica o polímeros. Otros materiales formadores de poros adecuados pueden incluir naftaleno, PDB, revestimientos, madera y similares. En otra modalidad adicional, el material de carga puede incluir uno o más materiales inorgánicos, incluidos por ejemplo los óxidos y particularmente puede incluir fases cristalinas o amorfas de zirconia, sílice, titania y sus combinaciones.
Después de que la mezcla se encuentra adecuadamente formada, se le puede dar forma a la mezcla. Los procesos de conformación pueden incluir operaciones de presión y/u operaciones de moldeado y sus combinaciones. Por ejemplo, en una modalidad, se le puede dar forma a la mezcla mediante la presión en frío de la mezcla dentro de un molde para formar un cuerpo verde.
Después de la formación adecuada del cuerpo verde, el cuerpo verde puede sinterizarse a una cierta temperatura para facilitar la formación de un artículo abrasivo que tiene un material de aglomeración de fase vidriosa. Particularmente, la operación de sinterización puede llevarse a cabo a una temperatura de sinterización que es menor que aproximadamente 1000° C. En modalidades particulares, la temperatura de sinterización puede ser menor que aproximadamente 980° C, como menor que aproximadamente 950° C y particularmente dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 800° C y 950° C. Se entenderá que las temperaturas de sinterización particularmente bajas pueden utilizarse con los componentes de aglomeración destacados anteriormente de forma tal que se eviten las temperaturas excesivamente altas y de esta manera se limite la degradación de las partículas abrasivas durante el proceso de formación.
De conformidad con una modalidad particular, el cuerpo abrasivo aglomerado comprende un material de aglomeración que tiene un material de fase vidriosa. En casos particulares, el material de aglomeración puede ser un material vidrioso de fase simple.
El cuerpo abrasivo aglomerado formado finalmente puede tener un contenido particular de material de aglomeración, partículas abrasivas y porosidad. Particularmente, el cuerpo del artículo abrasivo aglomerado puede tener una porosidad de al menos aproximadamente un 42% de volumen en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado. En otras modalidades, la cantidad de porosidad puede ser mayor que al menos aproximadamente un 43% en volumen, como al menos aproximadamente un 44% en volumen, al menos aproximadamente un 45% en volumen, al menos aproximadamente un 46% en volumen, al menos aproximadamente un 48% en volumen o incluso al menos aproximadamente un 50% en volumen en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado. De conformidad con una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener una porosidad que no sea mayor que aproximadamente un 70% en volumen, como no mayor que aproximadamente un 65% en volumen, no mayor que aproximadamente un 62% en volumen, no mayor que aproximadamente un 60% en volumen, no mayor que aproximadamente un 56% en volumen, no mayor que aproximadamente un. 52% en volumen o incluso no mayor que aproximadamente un 50% en volumen. Se entenderá que el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener una porosidad dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
De conformidad con una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener al menos aproximadamente un 35% en volumen de partículas abrasivas en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado. En otras modalidades, el contenido total de partículas abrasivas puede ser mayor, como al menos aproximadamente un 37% en volumen o incluso al menos aproximadamente un 39% en volumen. De conformidad con una modalidad particular, el cuerpo abrasivo aglomerado puede formarse de forma tal que no tenga más de aproximadamente un 50% en volumen de partículas abrasivas, como no más de un 48% en volumen, o incluso no más de un 46% en volumen en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado. Se entenderá que el contenido de partículas abrasivas dentro del cuerpo abrasivo aglomerado puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
En casos particulares, el cuerpo abrasivo aglomerado se conforma de forma tal que contiene un menor contenido (% en volumen) de material de aglomeración en comparación con el contenido de porosidad y partículas abrasivas. Por ejemplo, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener no más que aproximadamente un 15% en volumen de material de aglomeración en el volumen total de cuerpo abrasivo aglomerado. En otros casos, el cuerpo abrasivo aglomerado puede formarse de forma tal que no contenga más de aproximadamente un 14%, no más de aproximadamente un 13% en volumen, o incluso no más de aproximadamente un 12% en volumen en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado. En un caso particular, el cuerpo abrasivo aglomerado puede conformarse de forma tal que contiene al menos aproximadamente un 7% en volumen, como al menos aproximadamente un 8% en volumen, en el orden de al menos aproximadamente un 9% en volumen o incluso al menos aproximadamente un 10% en volumen del material de aglomeración en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado .
La figura 1 incluye un diagrama de las fases presentes dentro de un artículo abrasivo aglomerado particular de conformidad con una modalidad. La figura 1 incluye el % en volumen de la aglomeración, el % en volumen de partículas abrasivas, el % en volumen de porosidad. La región sombreada 101 representa un artículo abrasivo aglomerado convencional adecuado para aplicaciones de molienda a alta velocidad, mientras que la región sombreada 103 representa los contenidos de fase de un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad de la presente, que es adecuado para aplicaciones de molienda a alta velocidad. Las aplicaciones de molienda a alta velocidad generalmente se consideran llevadas a cabo a velocidades de funcionamiento de 60 m/s o mayores.
Particularmente, el contenido de fase de los artículos abrasivos aglomerados a alta velocidad (es decir la región sombreada 101) es significativamente diferente del contenido de fase de un artículo abrasivo aglomerado de una modalidad.
Particularmente, los artículos abrasivos aglomerados convencionales a alta velocidad, típicamente tienen una porosidad máxima dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente un 40% en volumen y un 51% en volumen, un contenido de partículas abrasivas de aproximadamente un 42% en volumen a un 50 % en volumen y un contenido de aglomeración de aproximadamente un 9% a un 20% en volumen. Los artículos abrasivos aglomerados convencionales generalmente tienen un contenido de porosidad máximo de un 50% en volumen o menor debido a que las aplicaciones de molienda a alta velocidad requieren un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene una fuerza suficiente para tratar con las fuerzas excesivas encontrarse durante la molienda a alta velocidad y los cuerpos abrasivos aglomerados altamente porosos no habían sido capaces anteriormente de soportar las fuerzas .
De conformidad con una modalidad, un artículo abrasivo aglomerado puede tener una porosidad considerablemente mayor que los artículos abrasivos aglomerados convencionales a alta velocidad. Por ejemplo, un artículo abrasivo aglomerado de una modalidad puede tener un contenido de dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente un 51% en volumen y aproximadamente un 58% en volumen en el volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado. Además, como se ilustra en la figura 1, el artículo abrasivo aglomerado de una modalidad puede tener un contenido de partículas abrasivas dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente un 40% en volumen y aproximadamente un 42% en volumen y un contenido de aglomeración particularmente bajo dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente un 2% en volumen y aproximadamente un 9% en volumen en el volumen total del artículo abrasivo aglomerado.
Particularmente, los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente pueden tener características particulares a diferencia de los cuerpos abrasivos aglomerados convencionales. En particular, los artículos abrasivos aglomerados en la presente pueden tener un contenido particular de porosidad, partículas abrasivas y de aglomeración, mientras que demuestran características mecánicas particulares que los hacen adecuados para aplicaciones particulares, como en aplicaciones de molienda a alta velocidad. Por ejemplo, en una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener un módulo particular de ruptura (MOR, por sus siglas en inglés) , que puede corresponder a módulos particulares de elasticidad (MOE, por sus siglas en inglés). Por ejemplo, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener un MOR de al menos 45 MPa para un MOE de al menos 40 GPa. En una modalidad, el MOR puede ser de al menos aproximadamente 46 MPa, como al menos aproximadamente 47 MPa, al menos aproximadamente 48 MPa, al menos aproximadamente 49 MPa( o incluso al menos aproximadamente 50 MPa para un MOE de 40 GPa. Incluso, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener un MOR que no sea mayor que aproximadamente 70 MPa, como no mayor que aproximadamente 65 MPa, o no sea mayor que aproximadamente 60 MPa para un MOE de 40 GPa. Se entenderá que el MOR puede encontrarse dentro del intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
En otra modalidad, para ciertos cuerpos abrasivos aglomerados que tienen un MOE de 45 GPa, el MOR puede ser de al menos aproximadamente 45 MPa. De hecho, para ciertos cuerpos abrasivos aglomerados que tienen un MOE de 45 GPa, el MOR puede ser de al menos aproximadamente 46 MPa, como al menos aproximadamente 47 MPa, al menos aproximadamente 48 MPa, al menos aproximadamente 49 MPa, o incluso al menos aproximadamente 50 MPa. Aun, el MOR puede no ser mayor que aproximadamente 70 MPa, no mayor que aproximadamente 65 MPa, o no mayor que aproximadamente 60 MPa para un MOE de 45 GPa . Se entenderá que el MOR puede encontrarse dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
El MOR puede medirse mediante el uso de un ensayo estándar de resistencia al doblado de 3 puntos sobre una muestra de un tamaño de 10.16x2.54x12.7 cm, donde la carga se aplica a través del plano 2.54x1.27 cm, generalmente de conformidad con ASTM D790, excepto por el tamaño de la muestra. La carga de rotura puede registrarse y calcularse respecto al MOR mediante el uso de ecuaciones estándar. El MOE puede calcularse a través de la medición de la frecuencia natural de los compuestos mediante el uso de un instrumento GrindoSonic o un equipo similar, según las prácticas estándar en la industria de las ruedas para molienda abrasivas.
En una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener una proporción de fuerza, que es la medida del MOR dividido entre el MOE. En casos particulares, la proporción de fuerza (MOR/MOE) de un cuerpo abrasivo aglomerado particular puede ser de al menos aproximadamente 0.8. En otros casos, la proporción de fuerza puede ser de al menos aproximadamente 0.9, como al menos aproximadamente 1.0, al menos aproximadamente 1.05 o al menos aproximadamente 1.10. Incluso, la proporción de fuerza puede ser no mayor que aproximadamente 3.00, como no mayor que aproximadamente 2.50, no mayor que aproximadamente 2.00, no mayor que aproximadamente 1.70, no mayor que aproximadamente 1.50, no mayor que aproximadamente 1.40 o no mayor que aproximadamente 1.30. Se entenderá que la proporción de fuerza de los cuerpos abrasivos puede encontrarse dentro del intervalo de cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
De conformidad con una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado puede ser adecuado para su uso en operaciones de molienda particulares. Por ejemplo, se ha descubierto que los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente son adecuados para las operaciones de molienda que requieren una alta velocidad de funcionamiento. De hecho, los cuerpos abrasivos aglomerados pueden utilizarse a velocidades particularmente altas sin dañar la pieza de trabajo y proporcionar un rendimiento de molienda adecuado o mejorado. De conformidad con una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar una pieza de trabajo que comprende un metal a una velocidad de al menos aproximadamente 60 m/s. En otros casos, la velocidad de funcionamiento del cuerpo abrasivo aglomerado puede ser mayor, como al menos aproximadamente 65 m/s, al menos aproximadamente 70 m/s, o incluso al menos aproximadamente 80 m/s. En ciertos casos, el cuerpo abrasivo aglomerado puede ser capaz de pulverizar una pieza de trabajo a velocidades que no son mayores que aproximadamente 150 m/s, como no mayores que aproximadamente 125 m/s. Se entenderá que los cuerpos abrasivos aglomerados de la presente solicitud pueden pulverizar una pieza de trabajo a velocidades de funcionamiento dentro del intervalo de cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
Las referencias en la presente a las capacidades del cuerpo abrasivo aglomerado pueden relacionarse a operaciones de molienda como molienda sin puntos, molienda cilindrico, molienda de eje de cigüeñal, varias operaciones de molienda de superficies, operaciones de molienda de soportes y engranajes, molienda plana y varios procesos de molienda de taller de herramientas. Asimismo, las piezas de trabajo adecuadas para las operaciones de molienda pueden incluir materiales orgánicos o inorgánicos. En casos particulares, la pieza de trabajo puede incluir un metal, una aleación de metal, plástico o material natural. En una modalidad, la pieza de trabajo puede incluir un metal ferroso, un metal no ferroso, una aleación de metal, una superaleación de metal o sus combinaciones. En otra modalidad, la pieza de trabajo puede incluir un material orgánico, incluido, por ejemplo, una material polimérico. En aun otros casos, la pieza de trabajo puede ser un material natural, incluido, por ejemplo, la madera.
En casos particulares, se ha notado que el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar piezas de trabajo a una alta velocidad de funcionamiento y velocidades de eliminación particularmente altas. Por ejemplo, en una modalidad, el cuerpo abrasivo aglomerado puede llevar a cabo una operación de molienda a una velocidad de eliminación de material de al menos aproximadamente 0.4 pulg .3/min/pulg . (258 mm3/min/mm) . En otras modalidades, la velocidad de eliminación de material puede ser de al menos aproximadamente 0.45 pulg .3/min/pulg . (290 mm3/min/mm) , como al menos aproximadamente 0.5 pulg .3/min/pulg . (322 mm3/min/mm) , al menos aproximadamente 0.55 pulg.3/min/pulg . (354 mm3/min/mm) , o incluso al menos aproximadamente 0.6 pulg.3/min/pulg. (387 mm3/min/mm) . Incluso, la velocidad de eliminación de material para ciertos cuerpos abrasivos aglomerados puede no ser mayor que aproximadamente 1.5 pulg .3/min/pulg . (967 mm3/min/mm) , como no mayor que aproximadamente 1.2 pulg.3/min/pulg. (774 mm3/min/mm) , no mayor que aproximadamente 1.0 pulg .3/min/pulg . (645 mm3/min/mm) , o incluso no mayor que aproximadamente 0.9 pulg.3/min/pulg. (580 mm3/min/mm) . Se entenderá que los cuerpos abrasivos aglomerados de la presente solicitud pueden pulverizar una pieza de trabajo a velocidades de eliminación de material dentro del intervalo de cualquiera de los valores mínimos y máximos establecidos anteriormente.
Durante ciertas operaciones de molienda, se ha notado que los cuerpos abrasivos aglomerados de la presente solicitud pueden pulverizar a altas velocidades a una profundidad de corte particular (DOC, por sus siglas en inglés) o (Zw) . Por ejemplo, la profundidad de corte alcanzada por el cuerpo abrasivo aglomerado puede ser de al menos aproximadamente 0.003 pulgadas (0.0762 milímetros). En otros casos, el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de alcanzar una profundidad de corte durante las operaciones de molienda a alta velocidad de al menos aproximadamente 0.004 pulgadas (0.102 milímetros), como al menos aproximadamente 0.0045 pulgadas (0.114 milímetros), al menos aproximadamente 0.005 pulgadas (0.127 milímetros), o incluso al menos aproximadamente 0.006 pulgadas (0.152 milímetros). Se entenderá que la profundidad de corte para las operaciones de molienda a alta velocidad que utilizan cuerpos abrasivos aglomerados en la presente puede no ser mayor que aproximadamente 0.01 pulgadas (0.254 milímetros) o no mayor que aproximadamente 0.009 pulgadas (0.229 milímetros). Se entenderá que la profundidad de corte puede encontrarse dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos establecidos anteriormente.
En otras modalidades, se ha notado que el cuerpo abrasivo aglomerado puede pulverizar la pieza de trabajo a una potencia máxima que no supere aproximadamente 10 Hp (7.5 kW) , mientras se utilizan los parámetros de molienda indicados anteriormente. En otras modalidades, la potencia máxima durante las operaciones de molienda a alta velocidad pueden no ser mayores que aproximadamente 9 Hp (6.8 kW) , como no mayores que aproximadamente 8 Hp (6.0 kW) , o incluso no mayores que aproximadamente 7.5 Hp (5.6 kW) .
De conformidad con otra modalidad, durante las operaciones de molienda a alta velocidad, se ha notado que los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente tienen una habilidad de fijación de esquinas superior, particularmente en comparación con los artículos abrasivos aglomerados a alta velocidad. De hecho, el cuerpo abrasivo aglomerado puede tener un factor de fijación de esquinas no mayor que aproximadamente 1.78 cm a una profundidad de corte (Zw) de al menos aproximadamente 1.8, que corresponde a 0.06477 mm/seg, rad. Particularmente, como se utiliza en la presente, una profundidad de corte de 1.0 corresponde a 0.036068 mm/seg, rad y una profundidad de corte de 1.4 corresponde a 0.050292mm/ seg, rad. Se entenderá que el factor de fijación de esquinas es una medida de un cambio en el radio en pulgadas después de llevar a cabo 5 moliendas en la pieza de trabajo de 4330V, que es una aleación de acero NiCrMoV cementada y templada de fuerza elevada, a una profundidad de corte particular. En ciertas otras modalidades, el artículo abrasivo aglomerado demuestra un factor de fijación de esquinas que no es mayor que aproximadamente 0.15 cm, como no mayor que aproximadamente 0.12 cm, no mayor que aproximadamente 0.10 cm, para una profundidad de corte de al menos aproximadamente 1.80.
EJEMPLOS Ej em lo 1 La FIG. 2 incluye una gráfica del Módulo de Ruptura (MOR) respecto al Módulo de Elasticidad (MOE) para artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente y los artículos abrasivos aglomerados convencionales. La gráfica 201 representa el MOR y el MOE para una serie de artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente. Cada una de las muestras de la serie se hizo con una composición de aglomeración proporcionada en la Tabla 1 a continuación (en p%) . Las muestras tienen un intervalo de porosidad de aproximadamente 42% en volumen a aproximadamente 56% en volumen, un intervalo de contenido de partícula abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristalina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 42% en volumen y aproximadamente 52% en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomeracón dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 6% en volumen y aproximadamente 14 % en volumen. Cada una de las muestras se comprimieron con frío para formar barras y se sinterizaron a una temperatura de sinterización de aproximadamente 900 a 1.250 °C.
Tabla 1 La gráfica 203 representa los valores MOR y MOE de las muestras de los artículos abrasivos aglomerados convencionales adecuados para las aplicaciones de molienda a alta velocidad. Las muestras convencionales representan artículos abrasivos aglomerados comercialmente disponibles como grados K, L y M en VS, VH y VBE, productos abrasivos aglomerados vitreos de Saint-Gobain Corporation. Las muestras tienen un intervalo de porosidad de aproximadamente 42% en volumen a aproximadamente 56% en volumen, un intervalo de contenido de partículas abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristalina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 42% en volumen y aproximadamente 2% en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomeración dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 6% en volumen y aproximadamente 14 % en volumen .
Las pruebas MOR y MOE se completaron mediante el uso de las pruebas descriptas anteriormente. Cada una de las muestras se formaron a un tamaño de aproximadamente 10.16x2.54x12.7 cm, y el MOR se midió mediante el uso de un ensayo estándar de resistencia al doblado de 3 puntos donde la carga se aplica a través del plano 2.54x1.27 cm, generalmente de conformidad con ASTM D790, excepto por el tamaño de la muestra. La carga fallida se registra y calcula con el MOR mediante el uso de ecuaciones estándar. El MOE se calcula a través de la medición de la frecuencia natural de los componentes mediante el uso de un instrumento GrindoSonic .
Como se ilustra en la FIG. 2, las muestras que representan los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente (es decir, la gráfica 201) muestran mayores valores MOR para un valor MOE determinado en comparación con las muestras que representan los artículos abrasivos aglomerados convencionales (es decir, la gráfica 203) . Las muestras que representan los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente tienen una relación de fuerza (pendiente de la línea de la gráfica 201: MOR/MOE de aproximadamente 1.17. Las muestras que representan los artículos abrasivos aglomerados convencionales tienen una relación de fuerza (pendiente de la línea de la gráfica 203: MOR/MOE de aproximadamente 0.63. Los datos de la FIG.2 muestran que las muestras que representan los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente han mejorado los valores MOR para ciertos valores MOE en comparación con los artículos abrasivos aglomerados convencionales .
Por lo tanto, los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente son adecuados para operaciones de molienda a alta velocidad como se muestra con los valores MOR mayores para valores MOE particulares en comparación con los artículos abrasivos aglomerados a alta velocidad convencionales. Asimismo, dado que el MOR es mayor para un MOE particular en las muestras que representan los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente, las características ayudan a mejorar el consumo de potencia para la velocidad de operación así como mejoran la capacidad de fijación de esquinas a una velocidad de operación aumentada. Ej em lo 2 Se llevaron a cabo estudios comparativos de molienda adicionales para comparar la capacidad de molienda a alta velocidad de los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente con los artículos abrasivos aglomerados de molienda a alta velocidad convencionales. La FIG. 3 incluye un cuadro de la velocidad de eliminación de material respecto a la profundidad de corte en un artículo abrasivo aglomerado convencional comparado con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una de las modalidades de la presente. Se llevaron a cabo tres pruebas con varias profundidades de corte (DOC) incluida 0.008 cm, 0.0114 cm y 0.015 cm. Los parámetros de prueba se incluyen en la Tabla 3 a continuación.
Tabla 3 Preparación de la rueda La preparación se realiza a una velocidad de preparación de 5.33 era (2. 10 ") la rueda rota a una velocidad de 1000 rpm (2G16 F/min) y el perfil del preparador 10.16 cm (4") rota a una velocidad de 5000 rpm (5233 F/min) . Velocidad de alimentación 0.0002 cra/seg(.005 pulg./min) para una profundidad de pistón de 0.050 cm (.020") 0.019 cm(.0075") eliminación en la pared) .
Seleccionar Q' (velocidad En la primera parte de la prueba el de alimentación) para la rendimiento de la rueda se mide prueba mediante la variación de Q' o la velocidad de alimentación, la Q' se encuentra, dentro de 322.5mm3/min/mm (0.5 pulg3/min/pulg . ) , donde la rueda muestra una quemadura "visible" en un largo de molienda de 30.48 o 60.96 cm (12" o 24") . El umbral Q' quemadura / sin quemadura debe identificarse en aproximadamente 3 -5 moliendas.
Cargar y pre-pulverizar 2 . Mediante el uso de un lado de la piezas de prueba rueda con un ángulo de 2 grados en el lado, pre-pulverizar dos piezas de prueba de 15.24(6"), en serie, a una D.O.C de 0.015 cm(.006") para una longitud de molienda de 12 a una velocidad de alimentación de 1.05cm/seg (25 pulg./min.) (Q' = .15) Preparación de la rueda Formar la preparación con una herramienta de preformado de diamante Moler 2 piezas de prueba Mediante el uso de un lado de la rueda de Acero Inoxidable 8620 con un ángulo de 22 grados en el lado, para l o 2 pasos (1 paso = pre-pulverizar dos piezas de prueba 30.48 cm(12") o 2 paso = 15.24(6"), en serie, a un D.O.C de 60.96 cm(24") 0.015 cm (.006") para un largo de molienda de 12 a una velocidad de alimentación que representa el Q' Medir y registrar Ra, Wt, HRc y revisar si hay señales de distorsión de la barra o balanceo Repetir la prueba hasta obtener la eliminación de material máxima sin que aparezcan quemaduras visibles, lo más cercano se encuentra en 322.5mm3/min/mm (0.05 Q' registrado en pulq .3/min. /pulg. ) Las gráficas 301, 302 y 303 (301-303) representan las muestras de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente. Cada una de las muestras 301-303 presentó un intervalo de porosidad de aproximadamente 52 % en volumen a aproximadamente 56 % en volumen, un intervalo de contenido de partícula abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristalina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 40 % en volumen y aproximadamente 44 % en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomeración dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 3 % en volumen y aproximadamente 8 % en volumen. La composición del aglomerado es la misma que se proporciona en la Tabla 1 anteriormente.
Las muestras 305, 306 y 307 (305-307) representan artículos abrasivos aglomerados convencionales adecuados para aplicaciones de molienda a alta velocidad. Las muestras convencionales 305-307 son artículos abrasivos aglomerados que están comercialmente disponibles como producto NQM90J10VH de Saint -Gobain Corporation. Cada una de las muestras 305-307 presentaron un intervalo de porosidad de aproximadamente 50 % en volumen a aproximadamente 52 % en volumen, un intervalo de contenido de partícula abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristalina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 42% en volumen y aproximadamente 44 % en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomeración dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 6 % en volumen y aproximadamente 10 % en volumen.
Como se ilustra en la FIG. 3, las muestras 301-303 fueron capaces de alcanzar velocidades de eliminación de material significativamente mayores en cada una de las profundidades de corte probadas en comparación con las muestras convencionales 305-307 para una operación de molienda a alta velocidad (es decir, realizada a una velocidad de operación de 60 m/s) . En cada prueba, las muestras 301-303 y 305-307 se usaron para pulverizar hasta que la pieza de trabajo exhibió quemaduras o la muestra no pudo pulverizar. En cada prueba, las muestras 301-303 alcanzaron velocidades de eliminación de material marcadamente mayores en comparación con las muestras convencionales 305-307. Y, de hecho, a una profundidad de corte de 0.0045 pulgadas, la velocidad de eliminación de material de la muestra 302 fue 3 veces mayor que la velocidad de eliminación de material alcanzada por la muestra convencional 306. Además, en el valor de profundidad de corte de 0.015cm (0.006 pulgadas) , la muestra 303 mostró una velocidad de eliminación de material comparable a la velocidad de eliminación de material de la muestra 302, y 10 veces mayor que la velocidad de eliminación de material que la muestra convencional 307. Estos resultados muestran una mejora sustancial en la eficacia de la molienda y las capacidades de molienda de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente sobre los artículos abrasivos aglomerados convencionales más modernos .
Ejemplo 3 Otros estudios comparativos de molienda se llevaron a cabo para comparar la capacidad de molienda a alta velocidad de los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente con los artículos abrasivos aglomerados de molienda a alta velocidad convencionales. La FIG. 4 incluye un cuadro con la velocidad de eliminación de material respecto a la profundidad de corte de un artículo abrasivo aglomerado convencional y un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad. La misma prueba que se presentó en el Ejemplo 2 (véase, la Tabla 3 anterior) se llevó a cabo en una profundidad de corte (DOC) de 0.0076 cm( 0.003 pulgadas) para medir el umbral de la velocidad de eliminación de material antes de que la pieza de trabajo exhiba quemaduras. Nótese que para esta prueba, la velocidad de operación es de 80 m/s.
La gráfica 401 representa una muestra de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente. La muestra 401 presentó una estructura similar a la de las muestras 301-303 presentadas en el Ejemplo 3 anteriormente. La muestra 403 representa un artículo abrasivo aglomerado convencional adecuado para aplicaciones de molienda a alta velocidad, comercialmente disponible como el producto NQM90J10VH de Saint-Gobain Corporation.
Como se ilustra en la FIG. 4, la muestra 401 alcanzó una velocidad de eliminación de material significativamente mayor en comparación con la muestra convencional 403. Y, de hecho, a una profundidad de corte de 0.0076 cm( 0.003 pulgadas) , la velocidad de eliminación de material de la muestra 401 fue 10 veces mayor que la velocidad de eliminación de material alcanzada por la muestra convencional 403. Estos resultados muestran una mejora sustancial en la eficacia de la molienda y la capacidad de molienda de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente sobre los artículos abrasivos aglomerados convencionales más modernos.
Ejemplo 4 Otra prueba comparativa de molienda se llevó a cabo para comparar el consumo de potencia máximo durante las operaciones de molienda a alta velocidad en los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente y los artículos abrasivos aglomerados de molienda a alta velocidad. Las FIG. 5-7 incluyen gráficas que ilustran los resultados de la prueba.
La FIG. 5 incluye una gráfica de potencia máxima respecto a la velocidad de eliminación de material en artículos abrasivos aglomerados convencionales y en artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente. Se llevó a cabo una prueba en varias muestras a una profundidad de corte (DOC) de 0.0076 cm(0.003 pulgadas)y una velocidad de operación de 60 m/s , mediante el uso de los mismos parámetros proporcionados en la Tabla 3 anteriormente. Para la prueba, todas las muestras 501-502 y 504-506 se usaron para pulverizar la pieza de trabajo hasta que la pieza de trabajo exhibió quemaduras o la muestra no pudo pulverizar.
Las gráficas 501 y 502 (501-502) representan las muestras de los artículos abrasivos aglomerados formadas de conformidad con las modalidades de la presente. Las muestras 501-502 presentaron un intervalo de porosidad de aproximadamente 52 % en volumen a aproximadamente 56 % en volumen, un intervalo de contenido de partícula abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristal ina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 40% en volumen y aproximadamente 44 % en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomeración dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 3 % en volumen y aproximadamente 8 % en volumen. La composición del aglomerado es la misma que se proporciona en la Tabla 1 anteriormente.
Las muestras 504, 505 y 506 (504-506) representan artículos abrasivos aglomerados convencionales adecuados para aplicaciones de molienda a alta velocidad. Las muestras convencionales 504-506 son artículos abrasivos aglomerados que están comercialmente disponibles como el producto NQM90J10VH de Saint-Gobain Corporation. Cada una de las muestras 504-506 presentaron un intervalo de porosidad de aproximadamente 50 % en volumen a aproximadamente 52 % en volumen, un intervalo de contenido de partícula abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristalina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 42% en volumen y aproximadamente 44 % en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomeración dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 6 % en volumen y aproximadamente 10 % en volumen.
Como se ilustra en la FIG. 5, las muestras 501-502 alcanzan velocidades de eliminación de material significativamente mayores en prof ndidades de corte de 0.003 pulgadas mientras que el consumo de potencia máximo es comparable o menor en comparación con las muestras convencionales 504-506 para una operación de molienda a alta velocidad (es decir, realizadas a una velocidad de operación de 60 m/s) . En cada prueba, las muestras 501-502 alcanzaron velocidades de eliminación de material marcadamente mayores en comparación con las muestras convencionales 504-506. Y, de hecho, el consumo de potencia máximo de la muestra 501 fue significativamente menor que el consumo de potencia máximo de las muestras convencionales 504 y 505, y comparable al consumo de potencia máximo de la muestra convencional 506. Del mismo modo, el consumo de potencia máximo de la muestra 502 fue comparable al consumo de potencia máximo de las muestras convencionales 504 y 505, mientras que alcanzó una velocidad de eliminación de material casi 2 veces mayor a la velocidad de eliminación de material de las muestras convencionales 504 y 505. Estos resultados muestran una mejora sustancial en la eficacia de la molienda y la capacidad de molienda de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente sobre los artículos abrasivos aglomerados convencionales más modernos.
La FIG. 6 incluye una gráfica de potencia máxima respecto a la velocidad de eliminación de material en artículos abrasivos aglomerados convencionales y los artículos abrasivos aglomerados de conformidad con las modalidades de la presente. Se llevó a cabo la prueba en varias muestras a una profundidad de corte (DOC) de 0.0114 cm (0.0045 pulgadas) y una velocidad de operación de 60 m/s, mediante el uso de los mismos parámetros proporcionados en la Tabla 3 anteriormente. Para la prueba, todas las muestras 601-602 y 604 se usaron para pulverizar la pieza de trabajo hasta que la pieza de trabajo exhibió quemaduras o la muestra no pudo pulverizar.
Las gráficas 601 y 602 (601-602) representan las muestras de los artículos abrasivos aglomerados formadas de conformidad con las modalidades de la presente. Las muestras 601 y 602 tienen la misma estructura que las muestras 501 y 502 mencionadas anteriormente. La muestra 604 representa una artículo abrasivo aglomerado convencional adecuado para las aplicaciones de molienda a alta velocidad. La muestra convencional 604 es un artículo abrasivo aglomerado igual al producto abrasivo aglomerado 504 comercialmente disponible descripto anteriormente.
Como se ilustra en la FIG. 6, las muestras 601-602 alcanzan velocidades de eliminación de material a una profundidad de corte de 0.0114 cm (0.0045 pulgadas) significativamente mayores, y a su vez mantuvieron un consumo de potencia máximo similar o menor en comparación con la muestra convencional 604. De hecho, el consumo de potencia máximo de la muestra 601 fue comparable al consumo de potencia máximo de la muestra convencional 604, mientras que la velocidad de eliminación de material de la muestra 601 fue casi 2 veces mayor que la velocidad de eliminación de material de la muestra 604. Asimismo, el consumo de potencia máximo de la muestra 602 fue menor que el consumo de potencia máximo de la muestra convencional 604, y mostró una velocidad de eliminación de material 2 veces mayor a la velocidad de eliminación de material de la muestra convencional 604. Estos resultados muestran una mejora significativa en la eficacia de la molienda y la capacidad de molienda de los artículos abrasivos aglomerados que se formaron de conformidad con las modalidades de la presente sobre los artículos abrasivos aglomerados convencionales más modernos .
La FIG. 7 incluye una gráfica de potencia máxima respecto a la velocidad de eliminación de material en artículos abrasivos aglomerados convencionales y en artículos abrasivos aglomerados de conformidad con una modalidad. Se llevó a cabo una prueba en varias muestras a una profundidad de corte (DOC) de 0.0076 cm (0.003 pulgadas) y una velocidad de operación de 80 m/s, mediante el uso de los mismos parámetros proporcionados en la Tabla 3 anteriormente. Para la prueba, todas las muestras 701 y 702-703 se usaron para pulverizar la pieza de trabajo hasta que la pieza de trabajo exhibió quemaduras o la muestra no pudo pulverizar.
La gráfica 701 representa una muestra de un artículo abrasivo aglomerado formado de conformidad con una de las modalidades de la presente. La muestra 701 presenta la misma estructura que la muestra 501, como se mencionó anteriormente. Las muestras 702-703 representan artículos abrasivos aglomerados convencionales adecuados para las aplicaciones de molienda a alta velocidad. Las muestras convencionales 702-703 son artículos abrasivos aglomerados que son iguales a las muestras comercialmente disponibles 504-506, como se describió anteriormente.
Como se ilustra en la FIG. 7, la muestra 701 alcanzó velocidades de eliminación de material a una profundidad de corte de 0.0076 cm (0.003 pulgadas) significativamente mayores, y a su vez tuvo un consumo de potencia máximo adecuado en comparación con las muestras convencionales 702-703. De hecho, el consumo de potencia máximo de la muestra 701 fue menor que el consumo de potencia máximo de la muestra convencional 703, mientras que la velocidad de eliminación de material fue aproximadamente 5 veces mayor. Asimismo, el consumo de potencia máximo de la muestra 701 fue levemente mayor que el consumo de potencia máximo de la muestra convencional 702, pero la muestra 701 logró una velocidad de eliminación de material más de 12 veces mayor a la velocidad de eliminación de material de la muestra convencional 702.
Estos resultados muestran una mejora significativa en la eficacia de la molienda y la capacidad de molienda de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente sobre los artículos abrasivos aglomerados convencionales más modernos.
Ejemplo 5 Una prueba de molienda comparativa se llevó a cabo para comparar la capacidad de fijación de esquinas de un artículo abrasivo aglomerado de las modalidades de la presente con los artículos abrasivos aglomerados durante las operaciones de molienda a alta velocidad. Las FIG. 8-11 proporcionan gráficos y cifras del resultado de la prueba.
La FIG. 8 incluye una gráfica de cambio en el radio respecto a un corte en profundidad (Zw) que muestra que el factor de fijación de esquinas para dos artículos abrasivos aglomerados y un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad. El factor de fijación de esquinas es una medida de cambio del radio para una profundidad de corte dada, y generalmente es una indicación de la capacidad del artículo abrasivo aglomerado de mantener su forma en condiciones de molienda adversas en operaciones de molienda a alta velocidad. El cambio en el radio de cada muestra se midió en tres valores de profundidad de corte diferentes (es decir, 1.00, 1.40 y 1.80) como lo ilustran las gráficas de la FIG. 8. Los parámetros de la prueba se proporcionan en la Tabla 4 a continuación.
Tabla 4 La gráfica 801 representa una muestra de los artículos abrasivos aglomerados formados de conformidad con las modalidades de la presente. La muestra 801 presenta un intervalo de porosidad de aproximadamente 40 % en volumen a aproximadamente 43 % en volumen, un intervalo de contenido de partícula abrasivo (es decir, partículas de alúmina microcristalina) dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 46 % en volumen y aproximadamente 50 % en volumen, y un intervalo de contenido de material de aglomerado dentro de un intervalo comprendido entre aproximadamente 9 % en volumen y aproximadamente 11 % en volumen. La composición del aglomerado de la muestra 801 fue el mismo que se mencionó anteriormente en la Tabla 1.
Las muestras .802 y 803 representan artículos abrasivos aglomerados convencionales adecuados para las aplicaciones de molienda a alta velocidad. Las muestras convencionales 802 y 803 representan artículos abrasivos aglomerados convencionales disponibles como los productos VS y VH, respectivamente. Los productos VS y VH están comercialmente disponibles en Saint-Gobain Corporation.
Como se ilustra en la FIG. 8, la muestra 801 presenta un factor de fijación de esquinas significativamente mejorado, el cual se mide mediante el cambio total en el radio (pulgadas) en una cierta profundidad de corte. En particular, la gráfica 801 muestra un factor de fijación de esquinas (es decir, cambio total en el radio) de menos de 0.05 pulgadas para todos los valores de profundidad de corte. Adicionalmente, el factor de fijación de esquinas de la muestra 801 se pudo medir mejor que el factor de fijación de esquinas de cualquier otro de los artículos abrasivos aglomerados convencionales a alta velocidad (es decir, muestras 802 y 803) . De hecho, a una profundidad de corte de 1.40, la muestra 801 mostró un factor de fijación de esquinas más de dos veces menor al de la muestra convencional 803, y de ese modo tuvo un cambio en el radio que fue menor a la mitad del cambio en el radio del de la muestra 803. Asimismo, a una profundidad de corte de 1.80, la muestra 801 mostró un factor de fijación de esquinas que fue aproximadamente 2 veces menor que el factor de fijación de esquinas de la muestra convencional 802 y más de 6 veces menor que el factor de fijación de esquinas de la muestra convencional 803. Estos resultados muestran una mejora sustancial en el factor de fijación de esquinas, la robustez y la resistencia a la deformación de los artículos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente en comparación con los artículos abrasivos aglomerados a alta velocidad convencionales.
Las FIG. 9-11 incluyen una serie de ilustraciones que proporcionan fotografías de la capacidad de fijación de esquinas de un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad respecto a dos artículos abrasivos aglomerados a alta velocidad convencionales. Particularmente, las FIG. 9-11 proporcionan más pruebas de la capacidad mejorada de fijación de esquinas y la robustez de los artículos abrasivos de las modalidades de la presente en comparación con los artículos abrasivos aglomerados convencionales.
La FIG. 9 incluye una serie de fotografías que ilustran el factor de fijación de esquinas en artículos abrasivos aglomerados convencionales en comparación con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad. La muestra 901 es una pieza de 4330V de aleación de acero que se molió con un artículo abrasivo aglomerado convencional comercialmente disponible como un disco abrasivo aglomerado VH a través de Saint-Gobain Corporation. La muestra 902 representa una pieza de trabajo pulverizada mediante un artículo abrasivo aglomerado convencional comercialmente disponible como disco abrasivo aglomerado VS de Saint-Gobain Corporation. La muestra 903 representa una pieza de trabajo pulverizada mediante un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad que presenta la misma estructura que la muestra 501 que se mencionó anteriormente. Para todas las muestras anteriores, la molienda de las piezas de trabajo se realizó en las condiciones proporcionadas en la Tabla 4.
Como se indica en la imagen de la FIG. 9, la muestra 903 es capaz de pulverizar la pieza de trabajo para proporcionar los bordes más uniformes posibles en comparación con las muestras 901 y 902. Las imágenes respaldan los datos de la molienda mostrada a través de las pruebas anteriores.
La FIG. 10 incluye una serie de fotografías que ilustran el factor de fijación de esquinas para los artículos abrasivos aglomerados convencionales en comparación con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad. La muestra 1001 es una pieza de trabajo 4330V de aleación de acero que se rectificó en las condiciones mencionadas en la Tabla 6 a continuación, mediante un artículo abrasivo aglomerado convencional comercialmente disponible como un disco abrasivo aglomerado VH de Saint-Gobain Corporation. La muestra 1002 representa una pieza de trabajo aglomerada mediante un artículo abrasivo aglomerado convencional comercialmente disponible como un disco abrasivo aglomerado VS de Saint-Gobain Corporation. La muestra 1003 representa una pieza de trabajo pulverizada mediante un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad que presenta la misma estructura que la muestra 501. Para todas las muestras anteriores, la molienda de las piezas de trabajo se llevó a cabo en las condiciones proporcionadas en la Tabla 4.
Como indica la imagen en la FIG. 10, la muestra 1003 muestra los bordes más uniformes en comparación con las muestras 1001 y 1002. De hecho, los bordes de la muestra 1001 son significativamente peores que los bordes de la muestra 1003, lo que demuestra la capacidad limitada del artículo abrasivo aglomerado convencional para formar los bordes en las condiciones de molienda mencionadas en la Tabla 4. Del mismo modo, las esquinas de la muestra 1002 son notoriamente peores que los bordes de la muestra 1003, lo que demuestra la capacidad limitada del artículo abrasivo aglomerado convencional de formar los bordes en las condiciones de molienda mencionadas en la Tabla 4 en comparación con el artículo abrasivo aglomerado para formar la muestra 1003. Las imágenes de la FIG. 10 respaldan la información de la molienda superior generada en los ejemplos previos.
La FIG. 11 incluye una serie de fotografías que ilustran el factor de fijación de esquinas de los artículos abrasivos aglomerados convencionales en comparación con un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad. La muestra 1101 es una pieza de trabajo 4330V de aleación de acero que se rectificó en las condiciones mencionadas en la Tabla 4, mediante un artículo abrasivo aglomerado convencional comercialmente disponible como un disco abrasivo aglomerado VH de Saint-Gobain Corporation. La muestra 1102 representa una pieza de trabajo pulverizada mediante un artículo abrasivo aglomerado convencional comercialmente disponible como un disco abrasivo aglomerado VS de Saint-Gobain Corporation. La muestra 1103 representa una pieza de trabajo pulverizada mediante un artículo abrasivo aglomerado de conformidad con una modalidad que presenta la misma estructura que la muestra 501 que se mencionó anteriormente. Para todas las muestras anteriores, la molienda de las piezas de trabajo se llevó a cabo en las condiciones proporcionadas en la Tabla 4.
Como indica la imagen en la FIG. 11, la muestra 1103 muestra los bordes más uniformes y mejor definidos en comparación con las muestras 1101 y 1102. De hecho, los bordes de la muestra 1101 son significativamente peores que los bordes de la muestra 1103, lo que demuestra la capacidad limitada del artículo abrasivo aglomerado convencional de formar los bordes en las condiciones de molienda mencionadas en la Tabla 4. Del mismo modo, las esquinas de la muestra 1102 son notoriamente peores que los bordes de la muestra 1103, lo que demuestra la capacidad limitada del artículo abrasivo aglomerado convencional de formar los bordes en las condiciones de molienda mencionadas en la Tabla 4, particularmente cuando se las compara con los bordes de la muestra 1103. Las imágenes de la FIG. 11 respaldan la información de la molienda superior generada en los ejemplos previos .
Las modalidades anteriores se refieren a productos abrasivos y particularmente a productos abrasivos aglomerados, que representan un distanciamiento de la técnica más moderna. Los productos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente utilizan una combinación de las características que ayudan a mejorar el rendimiento de la molienda. Como se describe en la presente aplicación, los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente utilizan una cantidad particular y un tipo de partículas abrasivas, una cantidad particular y un tipo de material de aglomeración, y presentan una cantidad particular de porosidad. Además del descubrimiento de que los productos podrían formarse de manera eficaz, a pesar de estar fuera del campo conocido de productos abrasivos convencionales en cuanto a su grado y estructura, también se descubrió que los productos mostraron una mejora en el rendimiento de la molienda. Particularmente, se descubrió que los abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente son capaces de funcionar a velocidades más altas durante operaciones de molienda a pesar de tener una porosidad significativamente mayor que las ruedas de molienda a alta velocidad convencionales. De hecho, lo que fue bastante sorprendente, fue que los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente mostraron una capacidad de funcionar a velocidades de rueda mayores a 60 m/s, mientras que también mostraron mejores velocidades de eliminación de material, mejor capacidad de fijación de esquinas, y un acabado de superficie adecuada en comparación con las ruedas de molienda a alta velocidad más mode nas.
Asimismo, se descubrió que los abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente son capaces de presentar diferencias acentuadas en ciertas características mecánicas respecto a las ruedas convencionales más modernas. Los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente mostraron una diferencia significativa en la relación de MOR y MOE, lo que facilita un rendimiento mejorado en varias aplicaciones de molienda, a pesar de presentar un grado significativamente mayor de porosidad sobre las ruedas a alta velocidad convencionales. De manera bastante sorprendente, se descubrió que en el uso de la combinación de las características asociadas con los cuerpos abrasivos aglomerados de las modalidades de la presente, un cuerpo abrasivo aglomerado (MOR) más firme podría alcanzarse para un determinado MOE, en comparación con las ruedas de molienda de alta velocidad convencionales de estructura y grado similar.
En lo anterior, se ilustra la referencia a modalidades específicas y a las conexiones de ciertos componentes. Se entenderá que la referencia a los componentes como acoplados o conectados pretende describir ya sea la conexión directa entre los componentes o la conexión indirecta a través de uno o más componentes intermedios, así como también se entenderá que los métodos se lleven a cabo de la forma en la que fueron discutidos en la presente. Como tal, el tema descrito anteriormente debe considerarse ilustrativo, y no restrictivo, y las reivindicaciones adjuntas pretenden abarcar todas las modificaciones, mejoras y otras modalidades, que se encuentren dentro del alcance real de la presente invención. De esta manera, hasta la extensión máxima permitida por ley, el alcance de la presente invención se determina por la interpretación lícita más amplia de las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes, y no deberá restringirse o limitarse a la descripción detallada anterior.
El Resumen de la descripción se proporciona para cumplir con la Ley de Patentes y se presenta en el entendimiento de que no se usará para interpretar o limitar el alcance o el significado de las reivindicaciones. Asimismo, en la Descripción detallada precedente, puede que se hayan descripto varias características en un mismo grupo o en una sola modalidad a los efectos de racionalizar la descripción. Esta descripción no debe interpretarse como que refleja la intención de que las modalidades reivindicadas requieren más características además de las expresamente citadas en cada reivindicación. En cambio, como reflejan las siguientes reivindicaciones, el tema de la invención puede referirse a no todas las características de cualquiera de las modalidades divulgadas. Por lo tanto, las siguientes reivindicaciones se incorporan a la Descripción detallada, y cada reivindicación es independiente en tanto cada una define un tema reivindicado por separado.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Un artículo abrasivo caracterizado porque comprende: un cuerpo de abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración, donde el cuerpo abrasivo aglomerado comprende una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80.
2. Un artículo abrasivo caracterizado porque comprende: un cuerpo de abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprende alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración, donde el cuerpo abrasivo aglomerado comprende un MOR de al menos 40 MPa para un MOE de al menos aproximadamente 40 GPa.
3. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el cuerpo abrasivo comprende una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80.
4. Un artículo abrasivo caracterizado porque comprende: un cuerpo abrasivo aglomerado que tiene partículas abrasivas que comprenden alúmina microcristalina (MCA) contenidas dentro de un material de aglomeración, donde el cuerpo abrasivo aglomerado tiene una proporción de fuerza (MOR/MOE) de al menos aproximadamente 0.80, el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de al menos aproximadamente 60 m/s a una velocidad de eliminación de material de al menos aproximadamente 0.4 pulg.3/min/pulg. (258 mm3/min/mm) .
5. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el cuerpo abrasivo aglomerado se sintetiza a una temperatura no mayor que aproximadamente 1000 °C.
6. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el cuerpo abrasivo aglomerado comprende no más que aproximadamente un 15% en volumen de material de aglomeración del volumen total del cuerpo abrasivo aglomerado.
7. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque el cuerpo abrasivo aglomerado comprende un MOR de al menos aproximadamente 40 MPa para un MOE de al menos aproximadamente 40 GPa .
8. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de al menos aproximadamente 60 m/s.
9. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de eliminación de material de al menos aproximadamente 0.4 pulg .3/min/pulg . (258 mm3/nuri/mm) .
10. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el material de aglomeración se forma a partir de no más que aproximadamente un 3.0% en peso de óxido de fósforo (P205) .
11. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el material de aglomeración se forma a partir de no más que aproximadamente un 20% en peso de óxido de boro (B203) para el peso total del material de aglomeración.
12. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el material de aglomeración se forma a partir de no más que aproximadamente un 18% en peso de óxido de boro (B203) para el peso total del material de aglomeración.
13. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el cuerpo abrasivo aglomerado es capaz de pulverizar una pieza de trabajo que comprende metal a una profundidad de corte de al menos aproximadamente 0.003 pulgadas (0.076 mm) .
14. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el material de aglomeración comprende una proporción de porcentaje en peso de óxido de silicio (Si02) respecto al porcentaje en peso de óxido de aluminio (Al203) (Si02:Al203) no mayor que aproximadamente 3.2.
15. El artículo abrasivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el material de aglomeración se forma a partir de no más que aproximadamente tres compuestos de óxido alcalinotérreos diferentes (RO) seleccionados del grupo de óxido de calcio (CaO) , óxido de magnesio (MgO) , óxido de bario (BaO) y óxido de estroncio (SrO) .
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